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“馭光者”宋登元:與光伏打交道的33年
數(shù)十年來,他馭光而行,一直在與“光”打交道。......
“與光伏結(jié)緣可以說是命中注定?!彼蔚窃@樣概括自己。盡管已過花甲之年,但宋登元依然躬耕一線。在任英利13年首席技術(shù)官之后,2022年初他轉(zhuǎn)戰(zhàn)一道新能源科技(衢州)有限公司(以下簡稱“一道新能”)任首席技術(shù)官,這在業(yè)內(nèi)引起了不小的轟動。
數(shù)十年來,他馭光而行,一直在與“光”打交道。
2000年,彼時已是河北大學(xué)教授的宋登元決定去新南威爾士大學(xué)攻讀博士學(xué)位,師從“世界太陽能之父”馬丁·格林。學(xué)成回國之后,宋登元帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊歷經(jīng)六年攻克了N型單晶硅高效光伏電池技術(shù)難題,并于2014年成功實現(xiàn)該項技術(shù)年產(chǎn)600MW高效N型雙面光伏電池的產(chǎn)業(yè)化落地,使中國成為繼美國和日本之后,第三個掌握并規(guī)模化生產(chǎn)N型高效光伏電池和組件的國家。
2022年11月下旬,在接受《中國經(jīng)營報》記者采訪時,宋登元剛剛履新國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)中國光伏標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會主席。在他身上,還有不少顯著“標(biāo)簽”:享受國務(wù)院特殊津貼專家、國家“863”科技計劃項目首席專家、國家重點研發(fā)計劃“可再生能源與氫能技術(shù)”重點專項總體專家組專家等。
身兼數(shù)職讓宋登元忙得不可開交,工作把周末都占滿了。他告訴記者,時間安排不過來時,只有揀最重要的工作做了。
如今,宋登元參與制定光伏產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)百余項,并將國內(nèi)先進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推向國際。此外,他還是光伏組件綠色回收技術(shù)的主要推動者之一。作為中國綠色供應(yīng)鏈聯(lián)盟光伏專委會副主任、光伏回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展合作中心主任,宋登元正努力推動打通綠色光伏產(chǎn)業(yè)鏈“最后一公里”。
與“光”結(jié)緣
時間回?fù)苤?977年10月。
彼時,中斷10年的高考制度恢復(fù),正在張家口張北縣大河公社黑山溝子村下鄉(xiāng)插隊的宋登元聽著村子里的廣播難掩喜悅。后來,宋登元通過高考成為大河公社唯一考上大學(xué)的知青。因為從小愛鼓搗無線電,他填報了河北大學(xué)微電子專業(yè)(即芯片專業(yè),光伏是其中的一個分支)。
宋登元回憶起這段過往經(jīng)歷,感慨“這確實改變了自己的命運”。1982年,由于成績優(yōu)異,宋登元在大學(xué)畢業(yè)后被留校任教。當(dāng)時,他在大學(xué)實驗室的研究主要集中在光伏材料上,1989年就發(fā)表了“光誘導(dǎo)化學(xué)氣相淀積非晶硅薄膜及其在太陽電池中的應(yīng)用”的論文,從此與光伏連接在一起。
影響宋登元人生的另一個轉(zhuǎn)折,便是赴澳留學(xué)。盡管在科研和教學(xué)上順風(fēng)順?biāo)?,一路躍升至電子科學(xué)技術(shù)系主任和教授,但他還是順從內(nèi)心的求知追求,決定在2000年赴澳大利亞新南威爾士大學(xué)留學(xué),師從馬丁·格林。
新南威爾士大學(xué)位于悉尼近郊,這里氣候宜人,環(huán)境優(yōu)美,緊鄰邦迪海灘,與著名的悉尼歌劇院的距離也不過半小時車程,尤其是科研氛圍和人文環(huán)境令宋登元眼界大開。新南威爾士大學(xué)的光伏研究中心是全球頂尖的光伏實驗室,具有全球光伏界“黃埔軍?!敝Q。
在澳洲讀博和工作的10年期間,宋登元的研究領(lǐng)域覆蓋晶硅電池、多晶硅薄膜電池和第三代硅量子點太陽電池,并研制成了世界上第一個硅量子點嵌入在碳化硅介質(zhì)中的太陽電池。
回國后,宋登元明顯感覺到,在國內(nèi)科研環(huán)境中,光伏領(lǐng)域研究與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用存在著嚴(yán)重脫節(jié)現(xiàn)象。在2012年的一次調(diào)研會議上,宋登元直言科技與經(jīng)濟(jì)存在“兩張皮”現(xiàn)象,一些科研院所和高校充斥著科研浮躁和項目選擇上的急功近利。
“我們大學(xué)作為科研主力軍,將論文與考核機制掛鉤,只要發(fā)表文章就能提職、提薪,而不重視科研成果的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化,這導(dǎo)致了產(chǎn)業(yè)化新技術(shù)貧乏。支撐光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的高效低成本技術(shù)成果很少,或難以支持產(chǎn)業(yè)應(yīng)用?!彼蔚窃蛴浾弑硎荆斑@也是當(dāng)初研發(fā)N型電池項目為什么在國內(nèi)找不到合適的大學(xué)或研究機構(gòu)合作,而與荷蘭能源研究中心合作的原因。在重視產(chǎn)業(yè)化研究方面,我們應(yīng)該向歐洲學(xué)習(xí)?!?/p>
2009年7月,科技部印發(fā)指南文件,將在可再生能源領(lǐng)域的太陽能光伏、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和生物質(zhì)能源開發(fā)與利用等三個方向建立我國第二批“企業(yè)國家重點實驗室”。
宋登元意識到“這是一個實現(xiàn)科技與經(jīng)濟(jì)結(jié)合的極好機會”。在他看來,如果企業(yè)有了國家級實驗室便可以推動科技成果加速轉(zhuǎn)化落地,同時提升國內(nèi)光伏行業(yè)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究水平。
這個實驗室就是后來落地英利的“光伏材料與技術(shù)國家重點實驗室”,由宋登元擔(dān)任主任,研究方向包括硅材料制備與特性研究、高性能太陽電池及光伏組件研究、光伏發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究、大容量儲能技術(shù)研究等。隨后,宋登元還領(lǐng)導(dǎo)建設(shè)了另外一個國家級重點實驗室——國家能源光伏技術(shù)重點實驗室。
上述兩家重點實驗室承擔(dān)了國家“973”計劃、“863”計劃、科技支撐和國際科技合作等20余項國家與各部委科技項目以及近百項地方科技計劃課題。其中,實驗室主導(dǎo)完成的N型單晶硅雙面電池技術(shù)、MWT新型電極結(jié)構(gòu)晶體硅電池產(chǎn)業(yè)化成套關(guān)鍵技術(shù)、新硅烷法制備高純度多晶硅技術(shù)、大容量磁懸浮飛輪儲能技術(shù)等研究成果填補了國家空白。
在宋登元等一批科研工作者的推動下,中國光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)真正實現(xiàn)了自主可控,科技創(chuàng)新突飛猛進(jìn)。截至2021年,中國光伏多晶硅、硅片、電池、組件的產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量比例均在80%以上,硅片環(huán)節(jié)甚至達(dá)到95%以上,四個環(huán)節(jié)產(chǎn)值突破7500億元。
2014年至2021年,中國企業(yè)/研究機構(gòu)在晶硅光伏電池實驗室效率打破歷史紀(jì)錄高達(dá)42次,覆蓋PERC、TOPCon、HJT等技術(shù),產(chǎn)業(yè)化晶硅電池效率從19.5%提升到24.5%以上。光伏技術(shù)的每一次進(jìn)步都推動著發(fā)電成本的降低。據(jù)統(tǒng)計,光電轉(zhuǎn)化效率每提升1%,相應(yīng)產(chǎn)能及收益提升,對應(yīng)度電成本可下降5%~7%。
宋登元用金字塔形象地解釋光伏產(chǎn)業(yè)在中國的崛起,以及技術(shù)所起的重要作用?!敖鹱炙讓邮侵袊⒘耸澜缟献钔暾墓夥a(chǎn)業(yè)鏈生態(tài),中間層是人才支撐,頂層是技術(shù)引領(lǐng)。目前中國光伏技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)從跟跑到并跑,再到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變?!?/p>
2016年,宋登元在中國可再生能源學(xué)會光伏專業(yè)委員會任職時,提出和創(chuàng)立了“太陽電池中國效率表”來記錄和發(fā)布太陽能電池中國最高轉(zhuǎn)換效率,以推動我國光伏技術(shù)走向世界更高峰。但他也感慨,“目前常提及的BSF、PERC、TOPCon、HJT、IBC等電池結(jié)構(gòu)發(fā)明均來源于國外實驗室。我們是一個光伏制造大國,卻沒有一個電池結(jié)構(gòu)由中國人創(chuàng)造,要加緊縮短在原始創(chuàng)新方面的差距?!?/p>
填補技術(shù)空白
光伏效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)可以追溯到19世紀(jì)30年代末,而實用性晶硅光伏電池則誕生于1954年,由美國貝爾實驗室研制,這里也是“20世紀(jì)最偉大發(fā)明”的晶體管的起源地。
“貝爾實驗室研制的第一個晶硅電池就是N型硅電池?!彼蔚窃嬖V記者,貝爾實驗室1954年將硅光伏電池效率從不足0.5%提升至6%,這也意味著產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用成為可能。在此后的1960年,晶硅電池轉(zhuǎn)換效率又進(jìn)一步提升至14%左右。
光伏產(chǎn)業(yè)鏈制造環(huán)節(jié)主要包括多晶硅、硅片、電池和組件。晶硅電池分為P型與N型兩種,區(qū)別在于P型硅片基底摻雜了硼元素,N型硅片基底則摻雜了磷元素。
由于成本高,早期N型晶硅電池一直被應(yīng)用于空間衛(wèi)星領(lǐng)域。后來科學(xué)家發(fā)現(xiàn),P型硅電池比N型硅電池的抗空間高能粒子輻射能力要高,于是20世紀(jì)60年代初基于空間應(yīng)用的硅電池逐漸轉(zhuǎn)向了P型晶硅電池。特別是1973年第一次石油危機爆發(fā),國際油價暴漲,使人們認(rèn)識到現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)必須徹底改變,世界各國逐漸加快了對可再生能源研究與利用,P型晶硅電池也開始從太空走向地面,光伏發(fā)電的地面應(yīng)用進(jìn)一步提速。
從P型電池發(fā)展進(jìn)程看,早期電池結(jié)構(gòu)為BSF,2016年左右,PERC電池開始大規(guī)模量產(chǎn)。
不過,N型電池在地面應(yīng)用不存在宇宙射線的輻射,因此20世紀(jì)80年代以來,N型電池的研究也一直未中斷。
宋登元回顧當(dāng)時的情形時表示,全球有兩個企業(yè)一直堅持N型電池技術(shù)路線,一個是美國的SunPower,另一個則是日本的三洋。從上世紀(jì)90年代起,這兩家公司分別使用N型硅背接觸(即“IBC”)電池結(jié)構(gòu)和異質(zhì)結(jié)(即“HIT”,因“HIT”被注冊商標(biāo),國內(nèi)一般稱“HJT”)
電池結(jié)構(gòu)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化研發(fā)和生產(chǎn)。盡管這兩類電池成本高,但是效率一直位居行業(yè)前列。
事實上,N型光伏電池具有顯著的優(yōu)勢。相比P型電池,轉(zhuǎn)換效率高,光致衰減低,弱光效應(yīng)好,溫度系數(shù)低,全生命周期內(nèi)的發(fā)電量高,被認(rèn)為是P型電池之后電池技術(shù)迭代的發(fā)展方向。不過,由于度電成本性價比不明顯,因而N型電池市場一直較為小眾。
2004年以來,全球光伏市場呈現(xiàn)爆發(fā)態(tài)勢,中國光伏產(chǎn)業(yè)隨之崛起。2007年,中國光伏電池產(chǎn)能位居全球第一。在此期間,無錫尚德、保定英利、常州天合、南京中電、蘇州阿特斯、邢臺晶澳、江西賽維等一批光伏企業(yè)迅速崛起并紛紛赴美上市。
2009年,受金融危機影響,全球光伏市場陰霾籠罩。這一年年初,宋登元從澳大利亞回國,入職英利擔(dān)任首席技術(shù)官。
英利于1987年由苗連生創(chuàng)立。2007年6月,其旗下英利綠色能源在紐交所成功上市。彼時,英利在光伏市場的地位可謂如日中天,并在隨后的2010年和2014年連續(xù)贊助兩屆世界杯。不僅如此,英利還一度成為光伏產(chǎn)業(yè)鏈完整性、出貨量位居世界前列的企業(yè)。
作為國家重點實驗室主任和企業(yè)技術(shù)帶頭人,產(chǎn)業(yè)技術(shù)方向選擇、提升現(xiàn)有技術(shù)競爭力和做好下一代電池技術(shù)儲備都是宋登元需要直面的現(xiàn)實問題。當(dāng)時,P型電池技術(shù)在中國光伏市場上炙手可熱,走差異化的N型電池技術(shù)路線便成為英利的最重要戰(zhàn)略選擇。
在苗連生的最終決定下,2009年5月,英利與太陽能電池研究機構(gòu)荷蘭能源研究中心開始共同開發(fā)高效N型硅雙面PERT電池技術(shù),苗連生把項目命名為“熊貓”,是珍貴、稀有、技術(shù)尖端的形象比喻?!懊缈偘炎约旱霓k公室都騰出來作為項目之用,可見對項目支持的力度之大?!彼蔚窃貞浀?。
“熊貓”項目成為光伏材料與技術(shù)國家重點實驗室的主攻方向,得到了國家“973”項目、“863”項目和國際合作項目的支持。但該項目面臨的第一個難題就是供應(yīng)鏈問題。
“當(dāng)時國內(nèi)外根本沒有制造光伏N型硅片的廠家,只能自己從頭研發(fā)。拉晶爐設(shè)備找不到就自己改造,從日本、美國、德國等國家整合了五六個品牌。而且,拉出的硅棒還特別短,不像現(xiàn)在能拉到5米長。硅棒尺寸也需要從6英寸改造成8英寸。”宋登元告訴記者,當(dāng)時我們國家還沒有建成晶硅電池完整的產(chǎn)業(yè)鏈,所以解決N型硅片問題熬過了一段漫長的時間。
不同于當(dāng)時主流單面光伏電池,N型熊貓電池的結(jié)構(gòu)特點是正面使用硼擴(kuò)散全覆蓋形成發(fā)射極,背表面磷擴(kuò)散全覆蓋以降低電池背面接觸電阻和復(fù)合速率,然后在正背面絲網(wǎng)印刷電級,雙面都可以進(jìn)光,這是一種典型的雙面電池結(jié)構(gòu)。
宋登元介紹稱,“當(dāng)時沒有適合光伏的硼擴(kuò)散爐,與荷蘭Tempress合作才搞定核心設(shè)備。另外,N型雙面電池需要電池正、背兩面印刷,正面需要銀鋁漿。國內(nèi)外尚未生產(chǎn),最后與德國賀利氏公司一起合作研發(fā)才得以解決。”
在電池工藝制程方面,N型電池比傳統(tǒng)P型電池復(fù)雜。從實驗室走向規(guī)?;a(chǎn)的過程,仍需要解決一系列工藝問題。
宋登元說:“對企業(yè)技術(shù)人員而言,缺乏的就是一種可以解決問題的分析方法,國家重點實驗室就是為他們分析和解決問題提供科學(xué)方法和實驗手段。比如,對于正面發(fā)射極,需要分析影響電池效率不穩(wěn)定或效率低的損失機制,找到產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因,然后力求從結(jié)構(gòu)、材料和工藝上改進(jìn),這樣做實驗可以事半功倍?!?/p>
令人激動的是,熊貓技術(shù)團(tuán)隊僅用一年時間便突破難關(guān)研發(fā)出了N型PERT電池。2010年8月,PERT電池轉(zhuǎn)換效率為18.1%,緊接著效率又達(dá)到了18.5%。該效率遠(yuǎn)高于當(dāng)時主流的P型電池,并且可低成本實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。
2015年7月,熊貓高效N型雙面組件中標(biāo)國家首批“領(lǐng)跑者”計劃先進(jìn)技術(shù)光伏示范基地山西大同50兆瓦地面電站項目。彼時的英利一騎絕塵,在國家科技計劃項目支持下,N型電池最高轉(zhuǎn)換效率已超過21%,量產(chǎn)效率達(dá)19.7%,而光伏“領(lǐng)跑者”對技術(shù)產(chǎn)品有嚴(yán)格的指標(biāo)要求,單晶和多晶光伏電池組件轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)為17%以上和16.5%以上。
該項目2016年6月并網(wǎng)發(fā)電。宋登元清楚地記得,當(dāng)年9月初,他帶領(lǐng)技術(shù)人員來到光伏“領(lǐng)跑者”大同示范基地?!爱?dāng)天英利的電站發(fā)電量達(dá)到了30萬度,而緊鄰的電站才25萬度的發(fā)電量,很多人都很驚訝。”這是N型雙面電池組件最大規(guī)模的實證電站發(fā)電數(shù)據(jù),證明了N型雙面電池技術(shù)的優(yōu)越性。
宋登元表示,從技術(shù)攻關(guān)到生產(chǎn)裝備配套和工藝改進(jìn),我們先于國內(nèi)同行試水,打通了N型技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié),為行業(yè)N型技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ),提供了參考經(jīng)驗。它意味著,繼美國和日本企業(yè)量產(chǎn)N型電池之后,中國成為第三個大規(guī)模生產(chǎn)N型電池組件的國家,填補了國家技術(shù)空白,而且成本比國外低30%。
搏浪再戰(zhàn)
從事光伏技術(shù)研究30余年來,宋登元發(fā)表研究論文260余篇,獲國家和省部級科技進(jìn)步獎勵10余項。
相比做基礎(chǔ)研究,他更熱衷于投身產(chǎn)業(yè)。
宋登元回憶稱,2005年10月,在上海舉行的光伏展會上,第一次見到了英利“掌舵者”苗連生。當(dāng)時,苗連生便向正在新南威爾士大學(xué)馬丁·格林第三代光伏電池研究項目組工作的宋登元發(fā)出邀請。
“記得當(dāng)時苗總說,在國外當(dāng)‘二等公民’沒有意思,回來吧,咱們一塊干,把你學(xué)的知識轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品更有價值。”宋登元非常感動。后經(jīng)英利力邀,2009年3月,宋登元決定回國。
“做基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)的距離相對較遠(yuǎn),很難直接感受到將技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的成就感,并為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供動力支持,這也是我為什么喜歡產(chǎn)業(yè)的原因?!彼蔚窃硎尽?/p>
在英利,宋登元一呆便是13年,盡管期間英利經(jīng)歷了最困難的時刻與行業(yè)各種“挖人”的誘惑。
2022年,光伏技術(shù)迭代的浪潮風(fēng)起云涌,并被認(rèn)為是N型電池技術(shù)規(guī)模量產(chǎn)的元年。特別是隨著P型PERC電池效率接近極限,光伏企業(yè)正試圖通過TOPCon、HJT、IBC等為代表的N型電池進(jìn)行技術(shù)迭代,提升效率,進(jìn)一步降低成本。這一年初,作為中國N型光伏電池技術(shù)領(lǐng)軍人物的宋登元加入一道新能。
在采訪中,宋登元并未回避記者提問,他講述了英利和一道新能兩個企業(yè)對自己“光伏人生”的重要意義,并表示,“在企業(yè)最艱難的時候一直沒有離開,還是因為對英利感情深厚,感恩苗總的知遇之恩。入職一道新能是因為它是我國對TOPCon高效N型電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的先鋒代表,不想錯過N型技術(shù)變革大潮以及國內(nèi)‘雙碳’戰(zhàn)略下光伏千載難逢的發(fā)展機遇,希望能夠再為光伏行業(yè)做點事兒。”
一道新能由同為首席技術(shù)官出身的劉勇在2018年創(chuàng)立,被認(rèn)為是光伏行業(yè)的“新一線”標(biāo)桿企業(yè)。經(jīng)過數(shù)輪融資后,一道新能陸續(xù)引入三峽資本、招商局創(chuàng)投、北京京管股權(quán)投資基金等戰(zhàn)略投資伙伴。公司從成立之日起開始布局N型TOPCon技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,已經(jīng)成為N型光伏技術(shù)的引領(lǐng)者之一。目前該公司正大力推動N型TOPCon技術(shù)的產(chǎn)能騰飛,2023年該技術(shù)電池和組件產(chǎn)能有望各達(dá)到30GW。
TOPCon電池結(jié)構(gòu)的概念,由德國Fraunhofer太陽能研究所于2013年首次提出。繼N型PERT實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化之后,TOPCon電池由國內(nèi)企業(yè)推動,并成功實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn)的N型電池技術(shù),同時一道新能早在2018年就建立了N型TOPCon技術(shù)研發(fā)線。
“一道新能厚積薄發(fā)與劉勇董事長的大力支持,使我抓住了光伏發(fā)展的又一次機遇?!彼蔚窃f。入職一道新能后,宋登元帶領(lǐng)規(guī)劃了公司的技術(shù)路線圖。在他看來,TOPCon電池技術(shù)是目前為止晶硅電池最完美的電池結(jié)構(gòu),可以滿足光伏產(chǎn)業(yè)對技術(shù)高效低成本的要求。一道新能目前TOPCon電池產(chǎn)業(yè)化效率已突破了25%,明年年底的目標(biāo)是效率達(dá)到26%。但這種電池效率極限28.7%,最接近晶體硅光伏電池極限效率29.43%。
對于未來,宋登元表示,“我們與新南威爾士大學(xué)馬丁·格林教授合作正在開發(fā)面向27%效率具有自誘導(dǎo)多晶硅沉積的下一代雙面鈍化TOPCon電池技術(shù),同時也在合作攻克效率超過30%的硅基單線態(tài)裂分太陽電池技術(shù)?!?/p>
值得一提的是,除TOPCon之外,HJT、IBC、ABC、HPBC、鈣鈦礦等電池技術(shù)也在被積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化,且呼聲很高。
不過,宋登元認(rèn)為,未來能夠大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的主流晶硅光伏技術(shù)種類不會太多,因為光伏的能源屬性決定了它將朝著低成本方向發(fā)展,而高成本是阻礙很多實驗室的新技術(shù)發(fā)展壯大的屏障。
在宋登元看來,光伏技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化不僅要具備一個非常完整的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài),而且該技術(shù)還要在具備高效率和高穩(wěn)定性的同時,具有成本競爭力?!肮夥l(fā)電轉(zhuǎn)化效率高,發(fā)電量高,但如果最終度電成本高,市場也是做不大的?!?/p>
這也是中國光伏技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的一個現(xiàn)實。P型PERC電池技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用,便是最好的例證。
P型PERC電池技術(shù)最早是由馬丁·格林實驗室于1982年發(fā)明,2012年德國SolarWorld率先實現(xiàn)PERC電池小批量量產(chǎn),隨后韓華Q-Cells、晶澳科技、隆基綠能、天合光能、晶科能源等公司跟進(jìn)并持續(xù)提升了電池轉(zhuǎn)換效率。自2016年開始,P型PERC電池還實現(xiàn)了雙面發(fā)電及產(chǎn)業(yè)化。
與BSF電池技術(shù)相比,P型PERC電池表現(xiàn)出了效率優(yōu)勢。與N型PERT等電池技術(shù)相比,效率接近且具有成本優(yōu)勢。毫無疑問,PERC成為繼BSF電池技術(shù)之后產(chǎn)業(yè)化的“天選之子”。2019年,PERC電池市場份額超過BSF電池,成為晶硅主流電池技術(shù)。
如今,PERC電池技術(shù)仍是市場主流,但新的N型技術(shù)迭代浪潮已至,也難免被歷史的車輪碾壓。
宋登元說:“光伏的屬性是一種新能源產(chǎn)品,它需要與常規(guī)化石能源競爭,實現(xiàn)能源革命。不像航天工業(yè)成本約束低,也不像手機高價接受能力強,光伏成本只有低到與煤電、水電可以競爭時才能實現(xiàn)清潔能源替代?!?/p>
爭奪技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)
除了忙于企業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)之外,還有一些“重要而有意義”的事讓宋登元頗費精力。其中,參與國內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定,是宋登元一項重要行業(yè)工作。
除了擔(dān)任SEMI中國光伏標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會主席,宋登元還是國際IEC TC82光伏標(biāo)準(zhǔn)委員會委員,以及中國光伏行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)委員會的電池工作組組長。
一年當(dāng)中,宋登元需要在每一個標(biāo)準(zhǔn)組織里參加多次專題會議,研究制定和審閱即將出臺的光伏標(biāo)準(zhǔn)。他深感責(zé)任重大,特別是涉及國際標(biāo)準(zhǔn)的部分。以SEMI中國光伏標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會為例,它是國際協(xié)會組織SEMI的重要分支,旨在研究推廣產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),引領(lǐng)和規(guī)范全球光伏技術(shù)落地、革新和產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展,也是中國參與SEMI國際標(biāo)準(zhǔn)制定的重要平臺。
目前,制定國際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為彰顯一個國家核心競爭力的關(guān)鍵要素,發(fā)達(dá)國家高度重視國際標(biāo)準(zhǔn)在國際競爭中的地位。
“若中國的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化成國際標(biāo)準(zhǔn),這不僅體現(xiàn)了我國光伏產(chǎn)業(yè)的核心競爭力,而且還可以搶占先機,獲得未來市場的競爭優(yōu)勢。特別是,中國已經(jīng)成為全球第一大光伏裝機和應(yīng)用大國,更不能將標(biāo)準(zhǔn)的話語權(quán)交給他人?!彼蔚窃f,誰制定的標(biāo)準(zhǔn)為世界所認(rèn)同,誰就掌握了產(chǎn)業(yè)規(guī)則的話語權(quán)。要全力推動和重視參與國際標(biāo)委會等工作,這樣中國標(biāo)準(zhǔn)才能上升到國際標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)從技術(shù)引領(lǐng)到技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)雙引領(lǐng)的跨越。
作為國內(nèi)外的光伏標(biāo)準(zhǔn)專家,宋登元已經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)建立了國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地(光伏),主編和參與制定了光伏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)120余項,其中有不少標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)升級為國際標(biāo)準(zhǔn)。
推進(jìn)光伏組件綠色回收技術(shù)落地,是宋登元忙碌的另一件行業(yè)事情。
目前,光伏產(chǎn)業(yè)鏈從制造環(huán)節(jié),再到電站應(yīng)用端已經(jīng)實現(xiàn)無污染,但是退役光伏組件的不當(dāng)處理,也會給環(huán)境帶來隱患。因此,光伏組件回收也被稱為光伏綠色鏈條的“最后一公里”。
作為國家重點研發(fā)計劃“可再生能源與氫能技術(shù)”重點專項總體專家組專家、光伏回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展合作中心主任,宋登元積極投身光伏組件回收工作。在他看來,這是一件對光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要的事情。光伏產(chǎn)業(yè)目前已發(fā)展到如此大的規(guī)模,缺乏綠色回收體系將限制其健康可持續(xù)的發(fā)展。近兩年,宋登元時常出現(xiàn)在相關(guān)行業(yè)會議及技術(shù)論壇等場合,廣泛參與討論,積極推動工作落地。
早在“十二五”時期,國家重點研發(fā)計劃“可再生能源與氫能技術(shù)”重點專項總體專家組便考慮到了光伏產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展,開始支持光伏組件回收研究工作。宋登元告訴記者,“那時候,我們建議做一個光伏組件回收國內(nèi)外現(xiàn)狀調(diào)研,這屬于一種軟課題,涉及各國回收技術(shù)的進(jìn)展研究?!?/p>
“十三五”時期,由中科院電工所牽頭13家光伏企業(yè)和科研院所,實施國家重點研發(fā)計劃可再生能源和氫能技術(shù)重點專項“晶硅光伏組件的回收處理成套技術(shù)和裝備”項目。宋登元作為項目責(zé)任專家,指導(dǎo)項目實施。
“項目成果頗豐,目前項目自驗收已完畢。”宋登元說,進(jìn)入“十四五”時期,國家更加重視光伏組件回收問題,并密集出臺相關(guān)政策,推動廢舊光伏組件回收利用技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。因此,接下來就是如何推動組件回收產(chǎn)業(yè)化了。
事實上,不管是作為高等院校教授、企業(yè)技術(shù)團(tuán)隊帶頭人、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)“拓荒者”還是產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和綠色回收推動者,回首過去,宋登元的個人命運與國家大力發(fā)展新能源的時代背景都是緊密相連的。
臨近采訪結(jié)束,宋登元說道:“能有幸趕上光伏新能源快速發(fā)展的時代大潮,特別是在‘雙碳’目標(biāo)下可以為國家能源轉(zhuǎn)型盡一份力量,這既是機遇更是責(zé)任。”
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